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有机金属及无机盐类微/纳米材料的新型制备方法与性能研究

陈平  
【摘要】:本文研究了有机金属及无机盐类化合物微/纳米材料的新型制备方法以及其性能,包括超声-溶剂替换的方法制备有机金属化合物微/纳米材料,静电纺丝制备有机金属纳米复合抗癌药物以及洋葱内表皮模板法在常温常压温条件下制备无机纳米材料,并对它们的性能进行了研究。得出的主要结论如下: 1、提出用超声-溶剂替换的方法制备有机金属化合物微/纳米材料,首次制备出直径为35-45 nm的较规则的二茂铁纳米球,这也是首次制备出的有机金属茂类化合物纳米材料。XRD图谱说明产物是纯净的、无杂质。产物的紫外-可见吸收光谱较二茂铁块体材料有一定的“蓝移”,体现出量子尺寸效应。电化学实验表明二茂铁纳米球修饰玻碳电极比块体二茂铁修饰玻碳电极对抗坏血酸有更好的电催化性能。用超声-溶剂替换的方法还制备到二氯二茂钛微/纳米材料。实验发现在相同的波长下二氯二茂钛微/纳米材料的吸收值比块体材料有显著的增强。另外还用超声-溶剂替换方法探索了顺铂微/纳米材料。这项成果为茂类有机金属纳米材料的制备开辟了道路。 2、建立了制备有机金属微/纳米纤维复合抗癌药物的静电纺丝技术,分别制备出左旋聚乳酸载二氯二茂钛和顺铂微/纳米复合纤维,以及壳-芯结构的二氯二茂钛微/纳米纤维。该体系的体外释放药物的实验表明对二氯二茂钛的释放动力学为零级释放,该纤维有较好的控制释放二氯二茂钛作用。该纤维释放的二氯二茂钛对人肺癌Spca-1细胞的作用表明释放的药物对肺癌细胞有显著的抑制作用。用同轴共纺技术制备具有壳(左旋聚乳酸)-芯(二氯二茂钛)结构微/纳米纤维,药物二氯二茂钛能够包覆在超细纤维的芯层,形成一种二氯二茂钛药物的控制释放体系。该体系在开始阶段释放二氯二茂钛的速度基本上很缓慢的,无明显的暴释现象,随后会以恒定速率快速释放。同轴电纺制备成的芯层-壳层结构纤维具有很好的控制二氯二茂钛的释放性能。由该体系释放的二氯二茂钛对人肺癌spca-1细胞的作用表明该体系释放的二氯二茂钛有很好的抗癌作用。用静电纺丝技术制备PLLA载顺铂微/纳米纤维,顺铂能够很好地被包埋在纤维之中,顺铂的释放动力学为零级释放,纤维对顺铂有较好的控制释放作用,从纤维中释放出来的顺铂表现出很好的抑制人肺癌Spca-1细胞的作用。该体系所制备出的这些纤维可能会作为一种植入型复合抗癌药膜形式直接应用到患者的肿瘤部位,或应用到肿瘤手术后的局部化疗中。这种控释给药方式明显优越于常规方式,有望大幅度提高癌症的治疗效果。该体系的建立为二氯二茂钛和顺铂这两种传统的无机抗癌药物的应用提供新的方法。 3、创建了活体洋葱内表皮模板合成纳米材料的新方法,在常温常压温和条件下合成出单质(银)单分散性纳米粒子、半导体硫化物纳米粒子(硫化银、硫化镉和硫化铅)、金属镍的氢氧化物纳米带球和含氧酸盐纳米材料(铬酸锶,碳酸钙)。单分散性银纳米粒子直径在3-9nm,具有很强的还原性。用该纳米银修饰的碳糊电极对痕量硫氰根离子有很好的响应,可能会用于检测痕量硫氰根离子含量。硫化银纳米粒子粒径范围在10-20 nm。硫化镉为空心纳米粒,粒径为85-100nm,平均粒径为90nm。硫化铅纳米粒的粒径范围在7-10nm。光学性质表明有明显的“蓝移”,体现出显著的量子尺寸效应。该方法还合成出金属镍的氢氧化物纳米带球,该纳米带球是由厚度为30-50hm的纳米带在一起组成的。该方法还合成出SrCrO_4纳米球、纳米棒和哑铃形纳米超结构材料。SrCrO_4纳米球,纳米棒和哑铃形纳米超结构的光学性质有明显的“蓝移”现象,体现了其量子尺寸效应。用该方法还合成到粒径范围在40-80nm的碳酸钙纳米粒子。该方法简单易行,条件温和,且模板方便易得,对环境无污染,成本低廉,为纳米材料的制备提供了一种新途径,为纳米材料合成技术从人工层次向生命层次的飞跃进行了有益的探索。


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